化工企业焚烧炉长周期运行

化工企业焚烧炉长周期运行

先东

四川天华化工集团股份有限公司

646200

摘要：废气和废液具有能耗低、合成气组成适宜、流程简单、操作简便等优点，在国内具有较强的技术与应用基础，是未来废气和废液技术发展的重要趋势，但其单机操作时间仍需进一步提升。简要介绍了焚烧炉的工艺流程和操作条件，以及在操作中应注意的一些问题。针对存在的问题，提出了相应的解决办法，使焚烧炉在生产过程中不会出现任何的安全隐患，为该装置的安全、平稳运行积累了宝贵的经验。

关键词：焚烧炉；煤气化；废气和废液

引言

原油多样化、重质化趋势下，劣质原油增多。延迟焦化工艺加工重质、劣质原油具优势，技术成熟、适应性强、投资低、加工费用低，能为乙烯工业提供原料，提高炼油厂柴汽比。焦化加热炉是延迟焦化装置核心，影响操作周期和能耗。公司两套装置加热炉结焦严重，影响长周期运行。因此，需分析加热炉炉管结焦原因并制定对策。

1堵渣现象

在发生堵渣之后，通常会出现如下情况：渣口压力波动大，渣池水位波动大，落渣管温度降低，破渣机油压力波动大，渣量降低等。

1.1焚烧炉渣口压差波动比较大

在正常情况下，焚烧炉的渣口压差基本稳定，通常为0 kPa左右；在渣口发生堵塞或堵塞后，渣口压差将逐步升高，最大值可达24 kPa，引起跳车。与此同时，炉内的落渣管温度显著低于40℃，无法达到所要求的47℃。

1.2渣池液位波动大，渣池循环水量减少

由于大量的炉渣落入渣槽，造成了渣池液面的波动。此外，由于炉渣堆积，使得黑水无法排出，从而使激冷水流变小，水幕不能很好地生成，还会影响到渣池的冷却。渣池循环泵的容积流量从240立方米/小时逐步减少到150立方米/小时，如果时间超过30分钟，就会造成焚烧炉的停机。

1.3焚烧炉渣量减少

在正常情况下，捞渣的电流波动很小，一般在13 A左右。当捞渣电流不能满足下渣要求时，就可以判定为焚烧炉排渣不顺畅或堵塞。

1.4黑水处理系统出现异常

渣池中的激冷水水质恶化，经旋流式分选后，大量微细灰被引入澄清池，造成处理困难、投加絮凝剂增加、出水质量恶化等问题。与此同时，大量细小的灰粒进入到污泥处理系统中，使卧螺机构的振动增大，从而导致机器频繁跳转。

2排堵及优化操作

2.1排堵操作

堵塞在碎渣器时，空起碎渣器，倒档运转数次。若无效，空起碎渣机，缓开滑板阀至50%，正常后关闭。破渣机正常后方可送走。渣块不落下，考虑减载或停机。排渣槽渣量过大，立即堵塞。

排水有水压和气压两种。水力排渣时，控制排渣容器压力高于焚烧炉压强500 kPa，进行反冲洗和堵塞处理。气体排渣时，用高压氮气充入排渣容器，气体压力大于500 kPa后进行反冲处理。疏通后留意下渣量，排放完毕取样判断炉温并调节。

长期无法排渣，降低焚烧炉负荷和入渣槽渣量。负载降至80%仍无法排除，停机。平缓减压后开启检修井，检查并清扫灰渣堵塞，确保安全。

2.2灰熔点控制

废气废液燃烧中，部分区域含氧低，影响系统升温和煤的成渣性。提出新型焚烧炉结渣模型。低温下熔渣粘度增，流动性降；炉温升高，悬壁渣脱落堆积渣口，渣口易堵垮，造成大块渣脱落。灰渣熔点1250~1350℃，焚烧炉工作温度通常高50-100℃。

2.3烧嘴安装规范

确保废气和废液烧嘴位置正确，运行前进行废气和废液循环试验并记录参数。

各仪器单位合作，校准测试主要仪器如密度计和速度表。

根据焚烧炉负荷，缓慢多次调整氧煤比保持稳定，避免烧嘴罩和水冷壁烧焦泄露或温度变化过大导致垮渣事故。

2.4水汽系统控制

检修前，检查水冷壁挂渣，确保插销完好。启动中，进行水蒸汽系统气密性测试，加热增压至220℃、2.3 MPa，避免升速过快影响焚烧炉运行。

运行过程中，注意冷却水流速、激冷区、气回室、气管密度等参数变化，防止局部超温导致水冷壁破损。

2.5操作优化

实际生产中，需关注技术参数变化，及时处理问题。堵渣主因：温度低、废气废液不当、灰熔点高、助熔剂调节不当、氧比例不稳定、温度不均。日常生产中，通过观察炉渣和参数，实时调节炉温。工作状态变动时，预测变化并调整。

3案例分析

3.1公司简介

河南龙宇煤化工二期（以下简称“龙宇煤化工”）两个焚烧炉在2016年12月8号（0系）和2017年12月8号（1系）进行了一次投料试车，取得了较好的效果，使两个焚烧炉并联运行，自投料试运行后，发现两个焚烧炉在运行过程中存在着大量积灰、湿洗塔压差高、水冷壁泄漏等问题，经几次技术改造后，均取得了较好的效果，到2020年年底，已完成 A型焚烧炉288天的安全平稳运行，最大负载率为102%。

3.2生产运行中存在的问题及整改措施

3.2.1激冷罐的问题及改进措施

(1) 冷却槽上部积灰：粗合成气进入后，积灰导致流道窄、膜式壁破损。原因是激冷段孔径大、气速低、水蒸气高。改进方法：改造输气管线，提高气速，增设缩口减小直径至500mm。改进后减轻积灰，防止停机，利于长期稳定运行。

(2) 激冷水箱中的污泥结垢；在生产过程中，在设备停机检修的过程中，我们看到了一种叫做“积泥垢”的现象。

造成问题的主因：

1. 激冷槽内压差和积灰影响水量平衡。

2. 高压冷却槽积垢堵塞，减少喷水量和黑水排放，需停机清洗。

解决方案：

在激冷箱增设二次管路，通过DN50小孔紧贴内壁喷水形成旋膜。改造后，激冷量稳定，水质、煤质改善，满足水平衡需求，减少污泥结垢影响。

3.2.2闪蒸系统灰水角阀振动及改进措施

在黑水处理系统，系统压降导致设备压力下降，引发设备震动，造成生产安全风险。加装减震器后，振动降低。净化塔底和激冷池底灰水管线流量满足设计，满足锅炉负荷要求。

3.3湿洗塔塔盘结垢及应对措施

实际生产中，湿洗塔板出现结垢堵塞，压差增大，并伴随溢流。清洗困难，易导致合成气携液进入变换系统，影响装置稳定与长期运行。

塔盘抗堵塞能力低、激冷罐清洗不佳、灰量过大、高压冲洗水质量差是主要原因。

1. 对0系列湿洗塔3、4层塔板泄水堰进行开孔并降低高度。

2. 增大溢流堰-塔盘间距，加速灰水流通，减少滞留时间，减轻结垢。

3. 改进1系列湿洗塔中塔板结构。

经改造后，装置已连续运行288天，无显著压差升高，无溢流现象发生，彻底解决了湿洗塔盘结垢问题，为装置高负荷、长周期、平稳运行创造了条件。

3.4水冷壁管泄漏及对应措施

两个五环式高炉投产后，先后4次在激冷箱上方的水冷壁发生渗漏，其中一次是在激冷箱上部的弯角处发生渗漏。五环高炉喷淋系统存在的问题是影响高炉稳定运行的重要因素。

①稳定焚烧炉运行，避免温度、压力大幅波动；②防止水蒸汽体系内压力剧变；③锅炉汽包压力约4.2 MPa，保持蒸汽系统压差并防止汽包压高；④正常情况下，减少水冷却器内水蒸汽含量和浓度，减少侵蚀。

具体改进：在15 CrMo水冷壁上焊接N08825，干湿交接处用隔热棉填充，减少碳钢表面干湿接触，解决管线腐蚀引起的渗漏问题。

总结

针对龙宇煤化工二期煤气化厂焚烧炉在生产过程中存在的问题，提出了一系列技术改造，优化废气和废液方式，使其稳定可靠地运行，取得了良好的效果，为该工艺的平稳运行积累了宝贵的经验。

参考文献

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